Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada abad 21 ini, menuntut reformasi pendidikan untuk menghasilkan sumber daya manusia yang berkualitas, mampu bersaing dan memiliki kemampuan intelektual seperti kemampuan berpikir tinggi. Keterampilan berpikir menjadi sangat penting untuk dikembangkan dalam pendidikan kita. Upaya meningkatkan keterampilan berpikir siswa dalam proses pembelajaran masih jauh dari harapan, hal ini antara lain disebabkan kurangnya pemahaman para guru tentang hakekat keterampilan berpikir sehingga guru tidak termotivasi untuk merancang dan mengembangkan perangkat pembelajaran yang dapat memberdayakan keterampilan berpikir siswa. Salah satu alternative strategi atau model pembelajaran yang mempromosikan keterampilan berpikir siswa yaitu dengan penerapan model kooperatif tipe Group Investigatiaon (GI) dan Think Talk Write (TTW) dalam pembelajaran biologi. Kedua strategi ini memiliki kelebihan dan kekurangan sehingga dapat saling melengkapi dalam aplikasinya. Pembelajaran biologi yang kontekstual menuntut siswa untuk terampil dalam mengobservasi fenomena, mendeskripsikan, menganalisis, mensintesis, mampu memecahkan masalah, dengan kemampuan berpikir kritis dan kreatif sehingga sampai pada membuat keputusan sebagai solusi masalah dalam kehidupan nyata. Kata kunci: Pembelajaran Biologi, Keterampilan Berpikir, Group Investigation, Think Talk Write.